En soulignant les similitudes entre la révolution virtuelle à celle qui eue lieu au dix-neuvième siècle, avec la mécanisation des transports et de l'image, l'installation vidéo intitulée Transcénique stéréo questionne les impacts des technologies numériques sur notre façon d'être et de se déplacer dans le monde. Le pouvoir libérateur du récit, qui émerge de l'acte de se déplacer et de se représenter ces déplacements, est opposé à la cartographie comme outil de possession et de contrôle. Différentes technologies de l'image analogique sont étudiées afin de comprendre leur mode opératoire et d'en retracer les applications à l'ère du numérique. Finalement, les notions de prise de vue et de montage cinématographique sont analysées afin de comprendre comment ces techniques peuvent être applicable à l'image numérique, et ce, dans l'espoir d'en saisir son « essence ».

L'objectif de cette thèse est le déploiement et l'évaluation d'une plate-forme de télé-échographie mobile, utilisée pour fournir un diagnostic et des soins à distance dans des milieux médicalement isolés. La plateforme intègre de nouveaux concepts qui permettent de l’utilisation de la télé-échographie robotisée sur les réseaux sans fil 3G, 4G et 5G pour satisfaire au transfert de qualité des vidéos ultrasonores pour un diagnostic médical robuste. Ce travail contribue au domaine des Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication appliquées au secteur de la santé et en particulier à la robotique médicale téléopérée. Les principales contributions de la thèse sont : I. Un état de l’art des systèmes télé-robotiques appliqués au médical menée sur la base de publications écrites entre 2004 et 2016, II. L'évaluation objective et subjective (clinique) de la qualité vidéo a démontré que les normes H.264/AVC et HEVC peuvent atteindre une qualité vidéo sans perte de diagnostic à des débits (1024 et 2048 Kbps) bien en deçà des débits de données supportés par les réseaux 4G. Les normes de codage vidéo antérieures (Mpeg-4, Mpeg-2) ne peuvent pas être utilisées pour le diagnostic clinique à ces débits car elles présentent une perte d'information pour le diagnostic médical, III. Les experts médicaux ont apprécié la réactivité dynamique mécanique de la plate-forme en raison du faible délai présenté par les canaux LTE. La limitation la plus importante soulevée par l'expert médical, empêchant une évaluation globale clinique favorable au diagnostic, était le positionnement initial du robot sur le corps du patient et son déplacement vers l'obtention d’une échographie cardiaque, Les résultats fournissent une forte indication que la plate-forme télé-échographie robotisée peut être utilisée pour fournir un diagnostic fiable et à distance sur les réseaux sans fil émergents 4G et au-delà. / The objective of this Thesis was the deployment and evaluation of an end-to-end mobile tele-echography platform used to provide remote diagnosis and care within medically isolated settings. The platform integrates new concepts that enable robotized tele-echography over commercially available 4G and beyond mobile networks for rendering diagnostically robust medical ultrasound video. It contributes to the field of Information and Communication technologies applied in the healthcare sector. The main contributions of the Thesis are: I. A systematic review on the state of the art in medical telerobotic systems was conducted based on publications of the last decade, and more specifically between the years 2004 to 2016. II. Both objective and subjective (clinical) video quality assessment demonstrated that H.264/AVC and HEVC standards can achieve diagnostically-lossless video quality at bitrates (1024 and 2048 Kbps) well within the LTE supported data rates. Earlier video coding standards (Mpeg-4 & Mpeg-2) cannot be employed for clinical diagnosis at these rates as they present loss of clinical information.III. Medical experts highly appreciated the proposed platform’s mechanical dynamic responsiveness due to the low end-to-end delay (latency) facilitated by LTE-channels. The most important limitation raised by the medical expert and prevented higher overall rating and ultimately clinical QoE was the robot initial positioning on the patient’s body and navigation towards obtaining the cardiac ultrasound. IV. Results provides a strong indication that the proposed robotized tele-echography platform can be used to provide reliable, remote diagnosis over emerging 4G and beyond wireless networks.

Pour respecter les droits d’auteur, la version électronique de ce mémoire a été dépouillée de ses documents visuels. / Cette recherche propose d’identifier comment les jeux vidéo narratifs peuvent susciter l’émoi de leurs joueurs en empruntant des moyens qui sont propres à leurs potentiels d’expression. Ainsi, en se positionnant à la suite des travaux de Bernard Perron, il s’agit d’étudier comment, à travers le contrôle et le gameplay, les émotions vidéoludiques viennent trouver leur place aux côtés des émotions fictionnelles et artistiques pour former une expérience que le joueur pourra appréhender avec sa sensibilité d’agent, et non seulement à travers l’histoire pré-scriptée par les développeurs. Pour ce faire, divers jeux sont analysés: Heavy Rain, Brothers: A Tale of Two Sons, The Walking Dead, Life is Strange et Papo & Yo. En prolongement des travaux de Roger Odin, ce mémoire offre une ouverture vers un nouveau type de mise en phase : la mise en phase émotionnelle. / This master’s thesis analyzes how story-driven video games can trigger players’ emotions in their own way. Following Bernard Perron’s research on emotion in video games, our purpose is to explore how, through player control and gameplay, gameplay emotions find their place along fictional and artifact emotions. We will observe how all these contribute to an experience for the player to understand through his sensibility and agency, and not exclusively through the high-level story written by the game developers. To this end, a range of videogames are analyzed: Heavy Rain, Brothers: A Tale of Two Sons, The Walking Dead, Life is Strange and Papo & Yo. Prolonging Roger Odin’s work, the thesis opens up a new type of attunement: emotional attunement.

L'arrivée de la norme MPEG-7 pour les vidéos exige la création de structures de haut niveau représentant leurs contenus. Le travail de cette thèse aborde l'automatisation de la fabrication d'une partie de ces structures. Comme point de départ, nous utilisons des outils de segmentation des objets en mouvement. Nos objectifs sont alors : retrouver des objets similaires dans la vidéo, utiliser les similarités entre plans caméras pour construire des regroupements de plans en scènes. Une fois ces structures construites, il est facile de fournir aux utilisateurs finaux des outils de visualisation de la vidéo permettant des navigations interactives : par exemple sauter au prochain plan ou scène contenant un personnage. La difficulté principale réside dans la grande variabilité des objets observés : changements de points de vues, d'échelles, occultations, etc. La contribution principale de cette thèse est la modélisation de la variabilité des observations par un mélange de densités basée sur la théorie du mélange gaussien. Cette modélisation permet de capturer les différentes apparences intra-plan de l'objet suivi et de réduire considérablement le nombre des descripteurs de bas niveaux à indexer par objet suivi. Autour de cette contribution se greffent des propositions qui peuvent être vues comme des mises en oeuvre de cette première pour différentes applications : mise en correspondance des objets suivis représentés par des mélanges gaussiens, fabrication initiale des catégories de tous les objets présents dans une vidéo par une technique de classification non supervisée, extraction de vues caractéristiques et utilisation de la détection d'objets similaires pour regrouper des plans en scènes.

Aujourd'hui, l'intelligence artificielle (IA) est une composante essentielle d'un jeu vidéo et de plus en plus d'efforts sont portés sur cet aspect afin de rendre les jeux plus ludiques et plus immersifs. Cette amélioration va cependant de pair avec une augmentation sans cesse croissante des ressources informatiques nécessaires au fonctionnement de l'IA. De fait, il arrive que ces besoins soient si importants qu'ils dégradent le taux de rafraîchissement (TR) du jeu et ainsi la qualité d'expérience (QoE) du joueur. Dans ce contexte, notre objectif est de de maintenir le TR au dessus d'un certain seuil en modulant la quantité de ressources requises par l'IA. Pour ce faire, nous proposons de donner la possibilité au programmeur de définir plusieurs niveaux de détails pour l'IA (Level Of Details LOD), à l'instar de ce qui se fait pour afficher une scène graphique.Les travaux utilisant ce type d'approches proposent généralement d'utiliser des critères de distance à la caméra et de visibilité. Cependant, élaborés dans le contexte du rendu graphique, ces critères sont finalement assez peu adaptés au contexte IA car ils ne permettent pas toujours de rendre compte de l'importance réelle d'un personnage pour le joueur. Dans cette thèse, nous proposons d'utiliser des concepts organisationnels tels que le groupe et le rôle pour définir l'importance d'un personnage pour l'IA. De cette façon, un jeu vidéo est considéré comme une société d'agents (les personnages du jeu) dont l'importance individuelle ou collective est déterminée en fonction de leurs positions dans l'organisation, ce qui permet de déterminer une distribution des ressources de calcul disponibles adaptée : les entités les plus importantes dans l'histoire du jeu sont privilégiées.Notre approche a été implémentée et intégrée au moteur de jeu AGDE (Moteur Agent de développement du jeu). L'évaluation expérimentale a été réalisée à l'aide d'un système de mesures répétées pour évaluer la différence entre les QoE d'un jeu avec et sans notre approche. / In recent years there have been many efforts to develop original video games by improving both their aesthetic and mechanics. The more the mechanics is rich and realistic, the more advanced models of programming are required. However, using advanced models of programming such as agent-oriented programming often comes with an overhead in terms of computational resources. Furthermore, this overhead on computational resources may degrade the frame rate and subsequently quality of experience (QoE) for the players.In this context, our aim is to propose the QoE support means for ensuring that, in any case, the frame rate does not fall below a given lower bound. We suggest adapting the amount of time allocated for agents depending upon the importance of their organization roles. In this regard, we use a level of detail (LoD) approach to compute the dynamics of the game.LoD in game AI is based on the idea to use the most of the computational effort on the game characters that are the most important to the player(s). One critical issue in LoD for game AI is to determine the criterion for defining the importance of game characters. Existing work propose to use the criteria of camera distance and visibility. However such criteria have been developed from the perspective of graphics. In this thesis, we have used the roles played by the game characters (in the context of a video game) as the criterion for determining their importance. In this way, a video game has been considered as an agent society, where the game characters get priority and relatively higher share in distribution of the computational resources based on their relative importance in the game story.Our approach has been implemented and integrated to the AGDE (Agent Game Development Engine) game engine. The experimental evaluation has been carried out using a repeated measure scheme to assess the difference in QoE metrics between a game implemented our approach and a control game. The null hypothesizes have been rejected using t-paired test: the players have found significant positive difference in the QoE.

La contrainte positive de Barney permet d’'aborder la capacité du dispositif à produire des usages qui, parce que contraints, s'avèrent féconds. Les corps monstrueux sont analysés dans le genre vidéoludique horrifique à partir de cette problématique de la fertilité artistique des dispositifs de contrainte développant une nouvelle approche iconologique tant des enjeux de la relation vidéoludique à l'image que du pouvoir générateur des monstres. Les dispositifs sont conçus comme parcours dont la spatialité est étroitement liée aux idées de clôture et d'obstacle. En écho à Jankélévitch, ces entraves se constituent en organes-obstacles engageant à une pratique où le malgré est paradoxalement le grâce-à. Le recours à l'entrave est souhaité en vue d'un processus génératif ne pouvant prendre corps qu'au risque de l'épreuve d'un déplaisir, d'une «horreur délicieuse» engageant à approfondir l'affinité entre le sublime et la façon dont les dispositifs de contrainte se constituent à travers l'expérience de plaisirs négatifs, d'une disconvenance conduisant selon Schiller à une convenance supérieure. Au-delà de la conjuration de la stupeur horrifiée, par l'artialisation de l' image, l'ouverture iconologique interartiale (picturale, vidéoplastique...) et mythologique permet la mise à jour heuristique de la genèse du monstrueux par un dispositif de contrainte (Tête de Méduse, Rubens) et de la résistance par impossibilité de la capture (Protée) qui conduit à examiner les dispositifs irréductibles à !'enclosure et la question de l'absence de contrainte comme contrainte paradoxale, induisant l' exercice de la mètis qui permet d'éviter l'achoppement dans le clos comme la perte dans l'ouvert. / The notion of positive restraint (Barney) brings to light the apparatuses' ability to produce practices that prove to be fertile, because restrained. Monstrous bodies in horror video games are analyzed from the perspective of the restraint apparatuses' artistic fertility, thus elaborating a new iconological approach to the image issues in videogames and monsters' generating power. Apparatuses are understood as routes whose spatialit is closely linked to the ideas of enclosure and obstacle. Echoing to Jankélévitch, these constraints establish organs-obstacles that set in motion a practice in which despife is paradoxically thanks to. Submitting to constraint engages a generalive process that can only take shape in the presence of a displeasure trial, a "delightful horror" leading us to investigate further the link between sublime and the way restraint apparatuses are grounded in the experience of negative pleasures, of a unsuitability leading, according to Schiller, to a superior suitability. Beyond discharging oneself from horrified stupor by the "artialisation" of the image, the interartial iconological (pictorial, video...) and mythological fields allow us to explore the genesis of monstrosity by restrainl apparatuses (Rubens' Medusa). It also underlines the idea of resistance by the impossibility of capture (Proteus) that leads us to examine the apparatuses without considering them as necessarily linked to closure, and the question of the lack of restraint considered as a paradoxical restraint, which leads to the practice of mètis that enables to avoid stumbling in closed spaces as well as getting lost in wide open spaces.

La problématique principale de cette thèse est la compression de masses de données vidéo haute résolution. Nous proposons un schéma de compression vidéo par transformée en ondelettes compensée en mouvement. Plus précisément, dans le but de réduire le coût des vecteurs mouvement parfois trop élevé dans ce type de schéma, nous avons développé une approche de quantification avec pertes de ces vecteurs, permettant d'adapter leur précision tout en respectant le compromis débit/ distorsion. Cette approche permet d'améliorer considérablement les performances du codeur, spécialement `a bas débit. Pour modéliser l'influence de l'introduction de perte sur l'information de mouvement, nous avons établi un modèle théorique de distorsion de l'erreur de codage, et, enfin, nous avons réalisé une allocation de débit optimale basée modèle entre les vecteurs mouvement et les coefficients d'ondelettes. Pour éviter certains artefacts dus à une mauvaise estimation du mouvement, nous avons ensuite amélioré le schéma lifting utilisé pour la transformée en ondelettes par une approche novatrice : les coefficients du schéma lifting sont adaptés à la norme des vecteurs mouvement. Notre méthode de quantification des vecteurs mouvement a par ailleurs été appliquée au codeur H.264, la norme actuelle de compression vidéo pour la Haute Définition. Enfin, nous avons travaillé sur le Codage par Descriptions Multiples, une approche de codage conjoint source / canal pour la compression robuste de vidéos utilisée dans la transmission sur des canaux de communication bruités. Nous avons développé un codeur vidéo robuste, par des approches de Codage par Descriptions Multiples dans le domaine transformé. Une allocation de débit est réalisée au codeur pour répartir le débit des coefficients d'ondelettes entre les différentes descriptions, en fonction des paramètres du canal. Plus particulièrement, pour reconstruire au mieux la vidéo en sortie du canal, nous avons réalisé des approches de décodage optimal, basées sur la connaissance des densités de probabilités des sous bandes des différentes descriptions, sur un modèle de canal et sur des probabilités à posteriori. En parallèle, le codage de source vidéo distribué a également été exploré.

Cette étude présente une méthode de structuration d'une vidéo utilisant des indices sonores et visuels. Cette méthode repose sur un modèle statistique de l'entrelacement temporel des plans de la vidéo. Le cadre général de la modélisation est celui des modèles de Markov cachés. Les indices visuels sont utilisés pour caractériser le type des plans. Les indices audio décrivent les événements sonores apparaissant durant un plan. La structure de la vidéo est représentée par un modèle de Markov caché hiérarchique, intégrant les informations a priori sur le contenu de la vidéo, ainsi que sur les règles d'édition. L'approche est validée dans le cadre des vidéos de tennis, ce dernier présentant une structure intrinsèque hiérarchique bien définie. En résultat de l'analyse de l'entrelacement temporel des différents types de plans, des scènes caractéristiques du tennis sont identifiées. De plus, chaque plan de la vidéo est assigné à un niveau de hiérarchie décrit en terme de point, jeu et set. Cette classification et segmentation simultanées de la structure globale de la vidéo peuvent être utilisées pour la création de résumés vidéo ou pour permettre une navigation non linéaire dans le document vidéo.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d'extraire les différents segments informatifs au sein de séquences vidéo, plus particulièrement aériennes. L'interprétation manuelle de telles vidéos dans une optique de renseignement se heurte en effet au volume des données disponibles. Une assistance algorithmique fondée sur diverses modalités d'indexation est donc envisagée, dans l'objectif de repérer les "segments d'intérêt" et éviter un parcours intégral de la vidéo. Deux approches particulières ont été retenues et respectivement développées au sein de chaque partie. La partie 1 propose une utilisation des conditions de prise de vue (CPDV) comme modalités d'indexation. Une évaluation de la qualité image permet ainsi de filtrer les segments temporels de mauvaise qualité et donc inexploitables. La classification du mouvement image apparent directement lié au mouvement caméra, fournit une indexation de séquences vidéo en soulignant notamment les segments potentiels d'intérêt ou au contraire les segments difficiles présentant un mouvement très rapide ou oscillant. La partie 2 explore le contenu dynamique de la séquence vidéo, plus précisément la présence d'objets en mouvement. Une première approche locale en temps est présentée. Elle filtre les résultats d'une première classification par apprentissage supervisé en exploitant les informations de contexte, spatial puis sémantique. Différentes approches globales en temps sont par la suite explorées. De telles approches permettent de garantir la cohérence temporelle des résultats et réduire les fausses alarmes.

Cette thèse de doctorat étudie le nouveau concept de décodeur intelligent (SDec) dans lequel le décodeur est doté de la possibilité de simuler l’encodeur et est capable de mener la compétition R-D de la même manière qu’au niveau de l’encodeur. Cette technique vise à réduire la signalisation des modes et des paramètres de codage en compétition. Le schéma général de codage SDec ainsi que plusieurs applications pratiques sont proposées, suivis d’une approche en amont qui exploite l’apprentissage automatique pour le codage vidéo. Le schéma de codage SDec exploite un décodeur complexe capable de reproduire le choix de l’encodeur calculé sur des blocs de référence causaux, éliminant ainsi la nécessité de signaler les modes de codage et les paramètres associés. Plusieurs applications pratiques du schéma SDec sont testées, en utilisant différents modes de codage lors de la compétition sur les blocs de référence. Malgré un choix encore simple et limité des blocs de référence, les gains intéressants sont observés. La recherche en amont présente une méthode innovante qui permet d’exploiter davantage la capacité de traitement d’un décodeur. Les techniques d’apprentissage automatique sont exploitées pour but de réduire la signalisation. Les applications pratiques sont données, utilisant un classificateur basé sur les machines à vecteurs de support pour prédire les modes de codage d’un bloc. La classification des blocs utilise des descripteurs causaux qui sont formés à partir de différents types d’histogrammes. Des gains significatifs en débit sont obtenus, confirmant ainsi le potentiel de l’approche. / This Ph.D. thesis studies the novel concept of Smart Decoder (SDec) where the decoder is given the ability to simulate the encoder and is able to conduct the R-D competition similarly as in the encoder. The proposed technique aims to reduce the signaling of competing coding modes and parameters. The general SDec coding scheme and several practical applications are proposed, followed by a long-term approach exploiting machine learning concept in video coding. The SDec coding scheme exploits a complex decoder able to reproduce the choice of the encoder based on causal references, eliminating thus the need to signal coding modes and associated parameters. Several practical applications of the general outline of the SDec scheme are tested, using different coding modes during the competition on the reference blocs. Despite the choice for the SDec reference block being still simple and limited, interesting gains are observed. The long-term research presents an innovative method that further makes use of the processing capacity of the decoder. Machine learning techniques are exploited in video coding with the purpose of reducing the signaling overhead. Practical applications are given, using a classifier based on support vector machine to predict coding modes of a block. The block classification uses causal descriptors which consist of different types of histograms. Significant bit rate savings are obtained, which confirms the potential of the approach.